中國染料創新研發由大變強

文/劉雅文

中國染料創新研發由大變強

文/劉雅文

多年來，中國紡織和印染等行業的快速發展帶動了染料的消費需求增長，加之歐洲、日本等國家染料產業的轉移，使得中國快速成為世界第一大染料生產和出口國。盡管出口量連創新高，但中國染料的出口價格卻低于國際市場平均價格。究其原因，業內人士普遍認為，除了受美國、日本和歐洲三大經濟體發展趨緩影響外，國內產能過剩、整體技術水平低、出口無序競爭及競相壓價等也是重要因素。面對日益激烈的市場競爭，國內一些染料龍頭企業和科研單位在研發上苦下功夫，創造了多項世界領先技術，增強了核心競爭力，一批在世界上有影響力的企業也順勢而生。

以綠色為導向的創新

“20年來，隨著一系列民營企業迅速崛起，我國染料企業在國際競爭中交出了亮麗的成績單，他們對染料產品的傳統制造方式進行了技術上的變革，破解了行業的很多環保難題。”中國染料工業協會秘書長田利明表示。

眾所周知，分散染料生產過程的廢水、廢渣一直困擾行業的發展，使染料行業在公眾眼中被視為“污染”的代表。最近由于行業污染問題而“名聲大噪”的莫過于驚動中央的騰格里沙漠事件，這其中的主角就是2-氨基-4-乙酰氨基苯甲醚，俗稱還原物，盡管其用量小但卻不可替代。

據了解，隨著分散染料生產的集中化，還原物的生產也日益集中到了中國。目前，我國還原物的總產能從幾千噸迅速上升為3萬～4萬噸。雖然還原物的生產規模越來越大，但不少企業的生產工藝卻沒有根本改進。例如，傳統工藝采用對硝基氯化苯為起始原料，通過甲醇、燒堿醚化以后，用硫化堿還原，這一步每噸將產生20噸高濃廢水，COD高達20000以上。而后在大量硫酸介質下，用硝酸硝化，再用大量水稀釋洗滌，這一步每噸還原物又要耗用98%硫酸5噸以上，最后變成30%濃度的含高濃度有機物廢酸，如果采用國家已經明令淘汰的鐵粉還原工藝，產生的高毒固廢極難處理。2014年9月被曝光的寧夏明盛染料化工有限公司、內蒙古圖騰化工有限公司、寧夏中衛鑫三元都采取的是這種落后工藝。

所幸的是，目前這種污染嚴重的技術已經被攻克。受惠于在間苯二胺產品開發上的技術突破，龍頭企業浙江龍盛把加氫技術移植到還原物的還原環節，用清潔的液相加氫技術代替傳統的鐵粉還原技術，得到高含量的液狀還原物產品，產品純度明顯提高，不僅消除了鐵泥污染，降低了能耗，還提高了產品收率。此外，面對加氫工序的原料硝基物生產過程中產生大量稀硫酸，處理難度較大的難題，公司還研發出稀酸處理綜合回用及洗滌水循環系統，并迅速在上虞生產基地全流程上馬了硝基物生產線。據了解，新技術能夠使噸產品產品收率提高10%以上，單位產品能耗下降60%，生產過程廢棄物排減少(以COD計)60%以上。目前，上虞基地已穩定具備年產1萬噸還原物的生產能力，且全流程無污染，真正實現了其“好用、綠色、高效”的初衷，對企業、社會、環境交上一份滿意的答卷。

過去幾年每次還原物出現停產、減產，都會引起染料市場的巨大波動。正是由于地位不可或缺，國內不少分散染料企業都非常重視還原物的穩定來源。其實龍盛的還原物清潔生產示范項目是一個國家項目，所得的成果行業共同擁有，并不存在所謂的技術壁壘，同行完全可以自發地實現清潔生產。但由于新工藝與舊工藝相比，生產成本會高一些，加之一些地方環保執法不力，一些企業寧可用污染的老工藝也不愿意用環保的新工藝。因此必須加快對落后技術淘汰步伐，嚴厲打擊環境違法，為清潔新工藝的應用創造良好的條件，進而構建更為穩定、健康的市場環境。

此外，染料行業以減少廢水、廢渣排放為重點的創新，從工信部大力推行的清潔生產技術中可見一斑。近期工信部印發的《17個重點行業清潔生產技術推行方案》中，染料行業清潔生產技術就占到4項。例如，染料膜過濾、原漿干燥清潔生產制備技術，可以從工藝源頭提高反應的轉化率，避免副產物生成;低濃酸含鹽廢水循環利用技術通過特殊的工藝技術和設備，對生產過程中產生的含鹽低濃廢酸水進行多效蒸發、分離、精制回收再利用，在解決環保壓力的同時，還降低了生產成本;有機溶劑替代水介質清潔生產制備技術用有機溶劑替代水做介質，減少有害物質芳胺的排放，產品品質得到了顯著改善。

湖北楚源集團總工程師廖杰指出，近年來，公司圍繞產品品質、安全環保等領域不斷開展技術創新。在完善現有工藝的同時，經過3年摸索，企業還開發出主導產品H酸的成熟綠色工藝，新技術不僅極大地減少了有機污染物和無機鹽類的排放，還顯著地提高了收率，降低了生產成本，使公司牢牢占據市場競爭的制高點。

以市場為導向的創新

近年來，隨著我國中高端消費者群體逐漸擴大，其對高附加值產品的需求不斷增加，而這種現象在染料行業也表現得非常突出。田利明表示，隨著紡織品功能性需求的不斷提高，消費者對配套的染料產品也提出了更高的要求，企業只有以市場為導向，在最短的時間內對客戶的需求做出積極的反應，利用產品的差異化格局，不斷細分市場，才能增強國際市場的競爭力。

針對不同市場群體的需求，已經有不少國內企業嘗試開辟不同定位的新產品。

首先，針對生態安全、貿易壁壘等問題，保證產品生態指標滿足歐盟REACH法規、Oeko-Tex Standard 100、國家紡織產品基本安全技術規范(GB 18401-2010)等紡織品環保標準要求的新產品。

業內人士指出，目前我國紡織品出口的最大瓶頸是使用安全問題，常規分散染料很容易遇到五氯苯酚、有機氯及氯甲苯超標等問題，這對企業出口產生了不小影響。而我國第一組通過Intertek生態化學品認證的分散染料——EE系列就是一組高環保型產品，該組染料具有同步上染、同步移染、對溫度、時間不敏感的特點，可用于快速染色。

其次，對于高端染料品種還需大量進口的現實，不少企業正在高附加值產品上下功夫，期待占領這一市場。

田利明說，隨著超細纖維的快速發展，紗支的纖度越來越細、色彩對比強烈的運動/休閑服飾日益受到市場追捧，在面料中添加各種特殊功能的化學助劑更為廣泛……盡快開發能滿足市場需求的高牢度染料成為了行業的當務之急。而通過對新結構染料的不斷研發，龍盛染料研發中心目前成功研制出WT/WEC系列，有效解決了產品的牢度問題，為印染企業提供最優質的高水洗染料。

還原灰3B是還原染料中性能優異的高檔染料，目前國內僅有少數廠家可以實現小批量加工。亞邦股份負責人表示，近年來公司與合肥工業大學合作開發了這項新技術，目前該項目已實現規模化生產，打破了印度阿圖公司對該產品的國際壟斷地位。

再次，針對印染行業高排放特點推出的產品。

我國印染行業是一個高耗能、高排污的行業，近年來隨著國家監管力度加大，企業面臨的環保壓力日益突顯。“作為印染行業的上游企業，染料企業要通過提高染料合成質量、提供高性能印染助劑提高上染率和色牢度，從而以減少染整污水中的污染物濃度。”田利明表示，隨著國內染料以及印染助劑產品不斷升級，印染企業的污水排放量已經大幅減少。而涂層著色、噴墨印花等不斷涌現的染整新工藝，也有助于污水減排。面對這些新工藝，今后行業要在不斷研發與之配套的高端染料，通過開發新的發色體，采用新的制造技術和商品化技術，提高染料上色率，改進染料色牢度，減少染整過程有害物質的排放。

據悉，為推進印染行業的節能減排、清潔化生產，浙江龍盛研發了可堿性染色的分散染料ALK系列，該組染料突破了現有常規染料在弱酸性條件染色的瓶頸，有效避免因低聚物所產生的白粉、色點、色花等問題，可以實現滌棉混紡織物的練染一浴法染色。值得一提的是，該工藝在為印染企業帶來可觀經濟效益的同時，還具有較高的社會效益，真正實現了節能降耗，清潔生產。

以未來為導向的創新

盡管我國已經成為全球最大的染料生產國，但同發達國家相比，行業的技術創新還有很長的一段路要走。巴斯夫相關負責人曾表示，目前國內很多生產企業、科研院所都在積極探索提高產品質量，改進生產流程，并為此付出了很大努力。但中國染料商的生產結構具有高度碎片化的特點，這是當前國內企業面臨的主要挑戰。針對大部分中小企業仍在使用傳統設備和老舊公用設施的現狀，業界專家建議，國內企業應從以下幾點著手，不斷加大創新力度。

一是新染料產品開發及產品升級。

未來染料企業應積極開發高性能、環保、低能耗型染料產品：包括采用染料復配增效技術開發異雙活性基染料替代單活性基染料，高固著率、高色牢度、高提升性、高勻染性、高重現性、低鹽染色用活性染料，高固色率含氟活性染料等新型活性染料;高水洗牢度、高染著率、高光牢度分散染料、適應小浴比染色、堿性染色等印染新技術及新型纖維染色用分散染料，開發高發色強度染料產品等。

對此，亞邦股份相關負責人表示，在蒽醌結構分散染料和還原染料業務方面，公司將通過自主技術創新和生產工藝的技術改造，進一步降低成本，增加效益，并推出一系列更具競爭力的產品，在3年內力爭公司蒽醌結構分散染料和還原染料市場份額達到40%以上。同時，亞邦股份還要進一步加大研發投入，發掘出新的利潤增長點。

二是生態染料產品的開發。

企業可以開展生產全過程生態安全研究工作，解決染料生態安全過程控制指標問題，保證產品生態指標紡織品環保標準要求。此外，企業通過開發符合Oeko-Tex Standard 100指標的環保型染料，實現染料環保生態指標的升級，改變染料與印染的跨行業隔離的模式，逐步轉變為相互依托，相互提升，相互融合的體系，全面提升生態安全要求，節能減排的效果。

田利明認為，國內染料企業可以建立產品生命周期評價方法和構建支撐企業生態設計的評價體系，建立在行業推廣的產品生態設計標準體系，調整產品設計理念。從產品設計開發側重功能性、工藝設計開發注重經濟性、環保治理理念向全生命周期的理念調整，實現從模仿向創制開發轉變，從通用型產品向個性化、差異化、高性能化、生態安全轉變，在產品設計開發階段系統考慮原材料選用、生產、銷售、使用、回收、處理等各個環節對資源環境造成的影響，力求產品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用含有有毒有害物質的原材料，減少污染物產生和排放，從而實現環境保護的目的。

三是工程技術開發方向。

目前，國內的染顏料生產大多以粗放型、敞開式、間歇式和勞力密集型方式作業，對環保、安全事故的應急處理能力相對較差，反應控制不夠精密，產品質量的穩定性、收率難于達到高標準要求，不僅造成原材料的浪費，還使得反應副產物和異構體多，給后續的廢棄物處理帶來壓力。為此，對現有生產方式加以技術改造，實現染顏料生產方式的集成化與自動化，強化染料行業整體水平提升是今后行業工程技術領域發展的重點任務。

“加大工程技術集成、工藝創新，推進傳統產業改造升級。通過染料、中間體等精細化學品新產品、新工藝及循環經濟、節能減排、清潔生產關鍵技術開發，開展化工工程技術領域和技術集成的研發，著力突破關鍵共性技術，掌握核心技術、知識產權和技術標準，有效解決染料、中間體等傳統精細化工生產領域廢水、廢渣等污染治理的核心問題。”田利明表示，相對于傳統的化工過程和設備，這些新裝置和新工藝能大幅度提高生產效率、顯著減小設備尺寸、降低能耗和減少廢料的生成，并最終達到提高生產效率、降低生產成本、提高安全性和減少環境污染的目的。